Вопрос № 4

Таблица 3 – Пластмассы на основе природных полимеров

Наименование и обозначение	Получение	Внешний вид	Характер горения			Основные свойства	Применение		Примечание
1. Эфироцеллюлозные полимеры – полимеры на основе целлюлозы (С6Н10О5) (нитроцеллюлоза и ацетилцеллюлоза):
1.1. Целлюлоид (CN)	получают пластификацией нитроцеллюлозы раствором камфоры	твердый упругий прозрачный или непрозрачный материал ярких цветов с гладкой блестящей поверхностью, стекловидным изломом		горит быстро с желтым ярким пламенем с выделением белых паров и запахом камфоры	легко формуется, характеризуется невысокой свето-, тепло- и химостойкостью, устойчивостью к действ воды (в горячей воде размягчается), легко воспламеняется, хорошо окрашивается, подвергается старению			для изготовления лаков, галантерейных товаров, гребенных изделий, игрушек, шкал измерительных приборов, чертежных принадлежностей и др.
1.2. Ацетилцеллюлозные полимеры (пластики) (СА)	получают обработкой очищенной целлюлозы смесью уксусной и серной кислот	представляют собой твердые прозрачные, поупрозрачные или непрозрачные материалы разных цветов		горят плохо с искрами с желтым с зеленоватой окраской по краям пламенем с запахом уксусной кислоты и жженой бумаги, при удалении из пламени гаснут	характеризуется высокой теплостойкостью, электризуемостью, низкой свето- и водостойкостью, нестоек к кислотам, щелочам, истиранию, легко воспламеняется, хорошо окрашивается			для изготовления лаков, кино- и фотопленки, текстильных волокон (диацетатных, триацетатных) и др.		1) ацетилцеллюлоза
					характеризуются стойкостью к маслам, разбавленным кислотам, невысокой теплостойкостью, размягчаются в воде			для изготовления приборов для управления транспортными средствами, игрушек, стекол аппаратуры, галантерейных изделий, ручек, кнопок и др.		2) этролы – полимеры на основе нитратов и ацетатов целлюлозы, ацетилцеллюлозы и др. эфиров
2. Битумные полимеры	из асфальтов и пеков	материалы черного цвета		-	характеризуются высокой стойкостью к агрессивным средам, небольшой прочность и низкой светостойкостью, растворяются в нефтепродуктах,			для изготовления аккумуляторов, труб, деталей электро- и радиоаппаратуры, изоляционных мастик, кровельных материалов и др.
3. Белковые полимеры	из животного и растительного белка	твердые материалы		-	характеризуются высокой твердостью, хорошей окрашиваемостью, низкой водостойкостью, под действием влаги и воздуха теряют блеск			для изготовления галантерейных изделий (пуговиц, пряжек и др.) и др.

ВОПРОС № 5

Переработка пластмасс в изделия (изготовление изделий из пластмасс) – это комплекс технологических процессов, обеспечивающий получение полуфабрикатов или изделий из пластических масс с использованием специального оборудования.

Методы изготовления изделий из пластмасс зависят от их термических свойств при нагревании:

1) термопластичные пластмассы (термопласты) (полиолефиновые, поливинилхлоридные, полистирольные, полиамидные, полиэфирные, фторопласты и др.) при нагревании размягчаются и легко формуются в изделия, а при охлаждении застывают, свойства их при этом изменяются обратимо;

2) термореактивные (реактопласты) (фенолоформальдегидные, аминоформальдегидные, эпоксидные и др.) размягчаются лишь в момент формования изделия (при нагревании и давлении), после чего пластмасса необратимо переходит в неплавкое состояние.

Методы переработки пластмасс в изделия:

1. Переработка термопластов:

1.1. Экструзия (шприцевание, выталкивание) (волокна и нити, пленки, листы, трубы, ленты, стержни, изоляция электрических проводов и кабелей и др.):

1 – загрузочный бункер, 2 – цилиндр машины,

3 – нагревательные элементы, 4 – формующая головка,

5 – шнек, 6 – решетка (сетка),

7 – выдавливаемый профиль

Схема работы экструдера (шнекмашины)

• пластмасса, загружаемая в экструдер в виде порошка или гранул, поступает в камеру, нагреваемую электричеством или паром;

• вращающийся винт (шнек) выдавливает размягченную пластмассу из обогреваемой камеры через отверстие желаемой формы;

• материал застывает в потоке воздуха около отверстия или в охлаждающей емкости по мере того, как он выходит из экструдера;

• по валкам формованная пластмасса попадает на ленточный конвейер, где товар скатывают в рулоны или разрезают на отрезки подходящей длины.

1.2. Литье под давлением (литьевое формование) (предметы со сложным профилем) – зеркальный блеск поверхности и след от литника:

• материал (обычно в виде небольших гранул) нагревают в камере в отсутствие воздуха;

• когда пластмасса разжижается, плунжер (поршень) выдавливает ее через отверстие в холодную форму;

• материал быстро охлаждается и после затвердевания автоматически выбрасывается при открывании формы.

1 .3. Экструзия с раздуванием (выдувное формование) (бутылки, флаконы, канистры и другие полые изделия и др.) – на боковых поверхностях заметны следы от соединения разъемных частей формы:

1 – эструдер, 2 – рукав,

3 – приемное приспособление

Агрегат для получения пленок методом раздува рукава

С

1 – заготовка (трубка), 2 – мундштук головки экструдера, 3 – разъемная форма, 4 – каналы для охлаждения формы, 5 – изделие, 6 и 7 – ниппель для подачи газа и раздувания нагретой заготовки

хема выдувания (раздувания) полых изделий

• отмеренное количество материала формуют в виде трубы посредством литьевого формования (литья под давлением) или экструзии;

• один конец трубы заплавляют и помещают ее в разборную форму;

• подавая воздух в горячую пластмассовую трубу, ее раздувают так, что она заполняет полость формы и превращается в готовое изделие.

1.4. Вакуумное формование (вакуум-формование) (крупногабаритные детали и изделия):

• лист термопласта толщиной до 6,5 мм и шириной до 1–2 м осторожно нагревают до размягчения;

• помещают лист поверх формы так, чтобы вакуум засасывал пластик в полости и выемки формы;

• после этого лист охлаждают, и он затвердевает.

1.5. Каландрирование (пластины, листы, пленки, полимерные покрытия на ткани и др.):

1 – загрузочная плита, 2, 3 и 4 – обогреваемые валки

каландра, 5 – охлаждающий валок, 6 – направляющий ролик,

7 – стол для приема пленки

Схема получения полимерных Схема нанесения полимерного

пленок каландрованием покрытия на ткань

• полимер пропускают через каландр, состоящий из нескольких пар валков, лежащих один над другим;

• готовую пленку разрезают на листы или сматывают в рулоны.

1

1 – матрица, 2 – заготовка, 3 – прижимная плита,

4 – пружина, 5 – пуасон

.6. Горячее штампование (формование в матрицу) (изделия простой формы: мыльницы, футляры для очков и зубных щеток, портсигары и др.):

Схема горячего штампования изделий из листовых полимеров

• лист термопласта зажимают над формой с мелкими углублениями и полостями и нагревают;

• после достижения температуры формования между формой и листом создают вакуум;

• атмосферное давление вдавливает размягченный лист во все углубления формы;

• после остывания листа зажимы отпускают и готовое изделие снимают.

1.7. Метод заливки (детали сложной конфигурации):

• жидкий материал (пластизоль) заливают в полую форму, затем путем вращения его распределяют по стенкам с последующим удалением избытка пластизоля;

• на внутренней поверхности формы остается слой материала, который при нагревании превращается в эластомер;

• после охлаждения готовое изделие извлекают из формы.

1.8. «Драпировочное» формование (создание глубокого рельефа на поверхности изделия):

• лист термопластика поддерживается зажимами выпуклой формы над ее самой высокой точкой;

• по мере нагревания и размягчения лист постепенно оседает и как бы драпирует наиболее выпуклые части формы;

• когда лист нагреется до температуры формования, края листа плотно прижимают к наружному краю формы и создают между листом и поверхностью формы вакуум для завершения процесса.

1.9. Изготовление газонаполненных пластиков:

• использование газовыделяющего агента, равномерно распределенного в массе;

• растворение газа в мягкой пластической массе под давлением с последующим вспениванием массы, когда давление снимается.

1.10. Вырубное штампование (конструкционные или изоляционные детали): вырубание из листовых пластмасс на специальных штампах.

2. Переработка реактопластов:

2.1. Горячее прессование (прямое прессование) (гребни, оправы для очков, ручки, кастрюли, телефонные трубки, пепельницы, корпуса и панели радиоприемников и телевизоров, холодильников, стиральных машин и кондиционеров и др.) – следы от выталкивателей:

1 – загрузка пресс-порошка, 2 – замыкание формы,

3 – формование под давлением и при повышенной

температуре (с выдержкой), 4 – разъем пресс-формы

и извлечение готового изделия, 5 – гидравлический пресс

Детали изделий из листовых пластмасс, Схема горячего прессования изделий в пресс-форме

изготавливаемые вырубным штампованием на гидравлическом прессе

• порошкообразную пластмассу предварительно спрессовывают в заготовки, имеющие чуть больший объем и вес, чем готовое изделие;

• заготовку нагревают, поместив ее между электродами высокочастотной печи (время и температура нагревания контролируется, чтобы не допустить преждевременной вулканизации);

• после введения заготовки в нагреваемую полость пресс-форма закрывается и подается давление;

• пластмасса переходит в полужидкое состояние и заполняет пресс-форму;

• материал выдерживают в форме, пока он не заполимеризуется и станет неплавким;

• после окончания вулканизации давление снимают, форму открывают, и изделия выталкиваются.

2.2. Литье в формы (инкапсуляция мелкого электрического или магнитного оборудования: генераторов, моторов, сопротивлений, конденсаторов):

• материалы заливаются в свинцовые формы в виде сиропообразной густой смолы;

• вулканизация нагреванием требует нескольких суток (с катализаторами время вулканизации можно сократить до нескольких часов).

2.3. Литьевое прессование (для изделий с металлическими включениями и сложным профилем):

• прессуемое соединение загружают в отдельную камеру;

• когда форма закрывается, тесно прилегающий плунжер выдавливает вещество из камеры в полость формы.

2.4. Реакционное литьевое формование – формование с отвердителем (капоты, крылья, двери и крыши автомобилей):

• два компонента смолы быстро и тщательно смешивают;

• вводят в форму, где материал затвердевает.

5. Ламинирование – получение слоистых материалов из бумаги или ткани, пропитанной термореактивной смолой:

• простое ламинирование (листы, стержни, трубы): текстиль, бумагу и глину в форме листов спекают под действием температуры и давления между пластинами пресса;

• декоративное ламинирование (столешницы, облицовки стен, ламинаты, имитирующие различные породы дерева, мрамор и цветные плиты): формуют насыщенный волокном материал в открытых формах и вулканизируют его нагреванием или облучением светом.